[发明专利]一种基于射频层析成像的无设备目标定位的方法及装置

权利要求书

1.一种基于射频层析成像的无设备目标定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在监测区域进行高频段无线传感器网络、中频段无线传感网络和低频段无线传感网络组网；每个频段无线传感网络包括布置在监测区域周围、且在对应频段能够相互间通信的多个组网节点和收集组网节点之间通信链路信号接收强度值的采集节点；

每个频段无线传感器网络的每个组网节点，通过对应频段向该无线传感器网络的其他组网节点发送获取通信链路信号强度的信息，获取组网节点与其他组网节点间通信链路信号强度值；

采集节点从对应频段无线传感网络的其他组网节点接收的通信链路信号强度值，并利用通信链路信号强度值计算每个频段无线传感器网络的射频层析成像RTI结果；

以通信质量信息为标准对每个频段无线传感器网络的RTI结果图进行加权融合，根据融合后的RTI结果图确定目标位置；

以通信质量信息为标准对三个频段的RTI结果图进行加权融合的公式为

其中，表示融合结果；

其中，W为三个频段的权重矩阵；Δy₁为高频段无线传感器网络的信号强度RSS变化值向量；Δy₂为低频段无线传感器网络的RSS变化值向量；Δy₃为中频段无线传感器网络的RSS变化值向量；

α表示正则化常数；D_x表示像素在横轴上的差分矩阵；D_y表示像素在纵轴上的差分矩阵，所述像素为从所述监测区域划分的网格，所述监测区域由若干个相同面积的所述网格构成；

c1、c2、c3为高频段无线传感器网络、低频段无线传感器网络、中频段无线传感器网络RTI结果在加权平均中的权值，具体为：

c₁＝r₁/(r₁+r₂+r₃)

c₂＝r₂/(r₁+r₂+r₃)

c₃＝r₃/(r₁+r₂+r₃)；

其中，r1、r2、r3为高频段无线传感器网络、低频段无线传感器网络、中频段无线传感器网络的通信质量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高频段无线传感器网络、中频段无线传感网络和低频段无线传感网络的组网节点数量相同，且不同频段无线传感器网络的组网节点布置在同一个物理位置的不同空间高度上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高频段无线传感器网络采用2.4GHz频段；所述中频段无线传感网络采用915MHz频段；所述低频段无线传感网络采用433MHz频段。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个频段无线传感器网络的每个组网节点，通过对应频段向该无线传感器网络的其他组网节点发送获取通信链路信号强度的信息，获取组网节点与其他组网节点间通信链路信号强度值，包括：

发射组网节点和接收组网节点工作在相同频点；

发射组网节点将数据信息填至发送数据缓冲区，添加前导码ID、同步字后进行发送数据包，并在发送完成后产生中断信号；

接收组网节点检查到数据包接收完成中断，读取并返回数据包接收寄存器中的数据和通信链路的信号强度值至采集节点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每个频段无线传感器网络的所述通信质量信息为在预设时间内对应频段无线传感器网络采集到的正确轮询数占总轮询数的百分比；其中，

一次轮询为：无线传感器网络的每个组网节点都完成向其他组网节点发送获取通信链路信号强度的信息，获取组网节点与其他组网节点间通信链路信号强度值；

正确轮询为：在一次轮询中，完整采集到组网节点与其他组网节点间通信链路信号强度数据的数量达到预设数量。